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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Körperschall in einem Objekt, insbesondere in einem Prüfobjekt, aufweisend einen Schlagrahmen, der an einem Schaft rotierbar gelagert ist.
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Die
WO 2010 036 149 A1 bezieht sich auf Vibrations- und Schlaggeräte. Ein elektromechanischer Vibrator besteht aus einem Schrittmotor und einem daran befestigten Hebel-Feder-Mechanismus, der es einem auf der Welle des Schrittmotors montierten Arbeitswerkzeug ermöglicht, einen geraden Arbeitshub mit einer bestimmten Energie auszuführen. Im Stator des Schrittmotors wird ein pulsierender Magnetfluss erzeugt, der durch eine quasi-periodische Folge von Impulsen in einer oder zwei Phasenwicklungen des Schrittmotors hervorgerufen wird.
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Die
US 5 355 716 A betrifft eine Stoß- und Schlagprüfvorrichtung, mit der Prüflinge, wie z. B. ein Kraftfahrzeug-Crashsensor, einem Beschleunigungsimpuls mit einer vorgeschriebenen Amplitude und Form, wie z. B. einem Halbsinus ausgesetzt werden. Die Vorrichtung umfasst einen stationären Träger mit einem Drehpunkt, einen Schwenkarm, der für eine Drehbewegung um den Drehpunkt montiert ist, und einen Elektromotor, der auf dem stationären Träger angeordnet und mechanisch mit dem Schwenkarm gekoppelt ist, um den Schwenkarm mit einer gewünschten, vorgeschriebenen Geschwindigkeit zu drehen. Der Arm hat ein freies Ende zur Befestigung des Prüfobjekts, so dass das Prüfobjekt mit der vorgeschriebenen Geschwindigkeit entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt wird. In diesem Weg ist eine mechanische Feder zur Umkehrung der Bewegungsrichtung des Prüfobjekts angeordnet, die dem Prüfobjekt einen Beschleunigungsimpuls mit vorgegebener Form verleiht. Die Feder hat mehrere charakteristische Schwingungsmoden, die unterschiedliche Schwingungsfrequenzen erzeugen. Die Feder ist jedoch so konstruiert, dass sie die Bewegungsrichtung des Prüfobjekts bei im Wesentlichen einer Schwingungsfrequenz umkehrt. Das Gerät könne auch verwendet werden, um einen Prüfgegenstand einem vorgeschriebenen Stoß auszusetzen.
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Die
WO 2020 126 026 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften, z. B. der Eigenfrequenz, der Dämpfung oder des Eigenschwingungsmodus eines Prüfkörpers, der ferromagnetische Materialkomponenten enthält, insbesondere eines Bremsbelags für ein Kraftfahrzeug. Es ist ein elektromagnetischer Aktor, insbesondere ein Elektromagnet, vorgesehen, der eine magnetische Anziehungskraft auf den Prüfling ausübt, so dass der Aktor einen Kraftimpuls ausübt, der den Prüfling in Schwingungen versetzt, deren Schwingungsspektrum mindestens eine Eigenfrequenzschwingung des Prüflings enthält.
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Eine Vorrichtung zur Resonanzerregung gemäß der
CN 203 350 014 U besteht aus einem Servomotor, Kegelrädern, einem Stirnrad, einer Zahnstange, einer Schubstange, einem Drehmomentbalken, einem elastischen Gelenk und einer Waage. Kegelradpaare wandeln die Drehung des Servomotors in die Drehung des Stirnrads um, das senkrecht zur Motorwelle steht. Das Stirnrad und die Zahnstange sind miteinander verbunden, so dass die Drehung des Zahnrads in eine geradlinige Bewegung der Zahnstange umgewandelt wird. Die beiden Enden der Schubstange sind mit der Zahnstange bzw. mit der Komponente des Drehmomentträgers verbunden. Die Drehmomentstange ist über Schrauben fest mit dem elastischen Gelenk verbunden. Die Unruh befindet sich in sinusförmiger Hin- und Herschwingung um die Rotationsmittelachse des elastischen Gelenks unter der gemeinsamen Wirkung der Drehmomentstangenkomponente und der elastischen Gelenkkomponente.
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Kraftfahrzeuge sind ursprünglich dazu geschaffen worden, Menschen und Material von einem Ort zum anderen zu transportieren, ohne dabei übermäßige körperliche Anstrengungen aufbringen zu müssen. Die Faszination jedoch, die vom Fahrzeug ausgeht, beruht vielmehr auf dem Fahrgefühl, das der Benutzer eines Fahrzeugs erlebt. Neben der Geschwindigkeit und der Beschleunigung nimmt der Mensch dabei die Optik und die Akustik des Fahrzeugs wahr und verbindet alles miteinander zu einem umfassenden Fahrerlebnis. Von der Akustik erwartet der Fahrer ein dem Fahrzeug angemessenes Geräusch. Die Fahrzeughersteller sind daher sehr bemüht, den Erwartungen ihrer Kunden zu entsprechen oder sie sogar zu übertreffen. Dazu werden Forschungs- und Entwicklungsabteilungen betrieben, die mit viel Aufwand das Fahrzeuginnengeräusch immer weiter optimieren und neue Erkenntnisse und Erfahrungen auf dem Gebiet der Fahrzeugakustik sammeln und umsetzen.
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Schallquellen sind dadurch charakterisiert, dass sie Schwingungen erzeugen, die sich über ein Medium ausbreiten und zu guter Letzt an einen Empfänger, dem Fahrer oder einem Messgerät, gelangen. Die Schwingungen müssen sich also über einen bestimmten Weg von der Schallquelle zum Ohr hin ausbreiten. Die Ausbreitungswege vom Sender zum Empfänger nennt man Transferpfade.
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Im Rahmen von „Noise, Vibration and Harshness“-Untersuchungen (NVH) werden häufig Impulshämmer oder elektrodynamische Shaker zur Anregung einer Struktur verwendet. Beiden Erregungsmethoden ist gemeinsam, dass ein breites Frequenzspektrum angeregt und so auf einmal untersucht werden kann. Mit der Kenntnis der Anregungskraft und der Schwingungsantwort des Systems lässt sich das NVH-Verhalten des Systems bestimmen. Eine beispielhafte Untersuchung ist die Transferpfadanalyse (TPA) einzelner Schwingungs-/Geräuschübertragungspfade vom Anregungspunkt zu einem definierten Antwortpunkt. Die TPA kann dabei sowohl simulativ mittels Computer Aided Engineering (CAE) als auch messtechnisch durchgeführt werden. Bei der TPA werden die Teilschallquellen/Beiträge einzelner Transferpfade (Schnittstellen zwischen dem Fahrwerk und der Karosserie), die zum Fahrzeuginnengeräusch beitragen, untersucht. Eine mögliche Ursache für die Differenz zwischen der simulativen bzw. messtechnischen TPA und dem Ist-Zustand des Fahrzeugs ist die ausschließliche Betrachtung von Schnittkräften. Reale Subsysteme sind jedoch meist auch durch Schnittmomente gekoppelt.
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In dem Fachbeitrag von Eck, Walsh und Horner - Measurement of vibrational energy and point mobility of a beam subjected to moment excitation using a finite-difference approximation - Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 220, Issue 6, 2006, pp. 795-806 wird ein Momentenerregungsapparat vorgestellt, der eine Schlaggabel in einem feststehenden Rahmen hat. Die Schlaggabel ist an eine Welle geschweißt, und schlägt gegen zwei Momentenarme, die an einem Testobjekt, einen Balken, angeschweißt sind. Die beiden Arme der Schlaggabel sollen leicht versetzt sein, um so einen rechtwinkligen Aufprall der Gabelarme auf den Balken gewährleisten zu können, wie behauptet wird. An jedem Arm der Gabel ist ein Kraftaufnehmer angebracht, um die einwirkenden Kräfte zu messen. Stahlspitzen, die auf die Kraftaufnehmer geschraubt sind, sollen eine punktuelle Krafteinwirkung auf die Momentenarme des Balkens ermöglichen und für eine gleichmäßige Verteilung der Kraft über den Kraftaufnehmer sorgen. Die Schlaggabel ist mit der Welle an einem starren Rahmen drehbar gelagert, welcher auf einer ebenen Oberfläche abzustellen ist. Der starre Rahmen erlaubt es lediglich kleine Testobjekte anzuregen. Der vorgestellte Momentenerregungsapparat ist in seinem Einsatzbereich demnach wohl erheblich eingeschränkt. Zudem ist der starre Rahmen überwiegend aus Vierkantstahl mit solchen Abmessungen hergestellt, dass sichergestellt ist, dass der starre Rahmen ausreichend Masse hat, um jede unerwünschte Bewegung beim Aufprall auf den Balken zu vermeiden. Auch deswegen ist der vorgestellte Momentenerregungsapparat in seinem Einsatzbereich demnach wohl erheblich eingeschränkt. Eine weitere Einschränkung ist darin zu sehen, dass die Momentenarme an dem Testobjekt anzuschweißen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Körperschall aufzuzeigen, mit welcher die Anregung eines reinen Moments, zumindest eines nahezu reinen Moments zu Prüfzwecken auf Systemebene ermöglicht wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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In einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Körperschall in einem Objekt, insbesondere in einem Prüfobjekt, aufgezeigt, die einen Schlagrahmen, der an einem Schaft rotierbar gelagert ist, aufweist. Erfindungsgemäß ist an dem Schaft zumindest ein Element einer Bremsvorrichtung angeordnet.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es weiterhin eine große Lücke zwischen CAE bzw. Messungen und dem realen Verhalten bei der Analyse dynamischer Systeme gibt, z. B. bei der TPA von Gesamtfahrzeugen. Bei der TPA werden die Teilschallquellen/Beiträge einzelner Transferpfade (Schnittstellen zwischen dem Fahrwerk und der Karosserie), die zum Fahrzeuginnengeräusch beitragen, untersucht. Eine mögliche Ursache für die Differenz zwischen der TPA und dem Ist-Zustand des Fahrzeugs ist die ausschließliche Betrachtung von Schnittkräften. Hier setzt die Erfindung an, mit dem Ziel, den Einfluss der Schnittmomente zu ermitteln und mit dem Ziel, Momente an den Schnittstellen anzuregen. Zielführend wird aber ein Doppelschlag aufgrund der Einwirkung der Bremsvorrichtung vermieden. Durch einen Doppelschlag, also weiteren Schlägen nach dem ersten, wird das System am natürlichen Ausschwingen gehindert und es entstehen ausgeprägte Nichtlinearitäten, aufgrund derer die Güte der Messdaten signifikant abfällt, was mit der Erfindung in idealer Ausgestaltung vermieden ist.
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Die Bremsvorrichtung ist in bevorzugter Ausgestaltung als elektromagnetische Bremse ausgebildet, deren Stator mit dem Schaft und deren Anker mit dem Schlagrahmen verbunden ist. So kann die elektromagnetische Bremse nach einem Impuls den Schlagrahmen in seiner Rückprallbewegung abbremsen, womit ein Doppelschlag vorteilhaft vermieden ist.
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Vorteilhaft im Sinne der Erfindung ist, wenn der Schlagrahmen zur Ausübung der Drehbewegung mit einer Beschleunigungsvorrichtung fremdangetrieben ist. Möglich ist, den Schlagrahmen manuell in eine Drehbewegung zu versetzten. Dies ist hinsichtlich der Reproduzierbarkeit des Aufschlagimpulses und der Zugänglichkeit von Anregungspositionen im Vergleich zu einem elektromotorischen oder federkraftbedingten Antrieb normalerweise nachteilig. An einem elektromotorischen Antrieb sollten entsprechende Maßnahmen zur Geräuschreduzierung vorgesehen werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, wenn ein Elektromotor zum Antrieb und zum Bremsen eingesetzt wird. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Beschleunigungsvorrichtung als Energiespeicher, bevorzugt als Federelement, insbesondere als Torsionsfeder ausgebildet ist, die mit dem Schlagrahmen in Verbindung steht und die in einer Bohrung des Schafts gegengelagert ist, vorgespannt wird. Die vorgespannte Position wird durch Betätigung der elektromagnetischen Bremse gehalten und ermöglicht ein Nachjustieren der Vorrichtung vor der eigentlichen Durchführung z.B. Testdurchführung. Durch Lösen der Bremse und anschließender Entspannung wird die Drehbewegung des Schlagrahmens bewirkt.
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Aufgrund der Beschleunigungsvorrichtung wird der Schlagrahmen mit einer vorbestimmten Kraft, nämlich der Federkraft vorgespannt, so dass ein stets reproduzierbarer Impuls mit dem Schlagrahmen erzeugt wird, was jedoch auch eine Rückprallbewegung und sogar die Gefahr des zweiten Kontakts erhöht. In idealer Ausgestaltung ist daher eine Bewegungsüberwachungsvorrichtung vorgesehen, die nach einem Aufprall des Schlagrahmens aufgrund der Rückprallbewegung die Bremsvorrichtung aktiviert, welche die Rückprallbewegung unterbindet. So ist ein ungewollter Zweitkontakt des Schlagrahmens vermieden. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Bewegungsüberwachungsvorrichtung mit einem Element an dem Schaft und mit zumindest einem weiteren Element an dem Schlagrahmen angeordnet.
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In bevorzugter Ausgestaltung weist die Bewegungsüberwachungsvorrichtung eine Lichtschranke auf, welche mit dem Schaft verbunden, bevorzugt drehfest mit dem Schaft verbunden ist. In Zusammenwirken mit einem an die Lichtschranke angepassten Element, welches an dem Schlagrahmen angeordnet ist, kann die Lichtschranke ein entsprechendes Aktivierungssignal zur Aktivierung der Bremse generieren, so dass die Rückprallbewegung des Schlagrahmes begrenzt wird, sogar vor einem ungewollten Zweitkontakt vollständig unterbunden wird. Das mit der Lichtschranke zusammenwirkende Element ist in bevorzugter Ausgestaltung ein Stab, der an einer Kopfseite des Schlagrahmens angeordnet ist. In bevorzugter Ausgestaltung sind zwei identische Stäbe borgesehen, die gegenüberliegend angeordnet sind und der Vermeidung von Unwucht dienen.
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In zielführender Ausgestaltung weist der Schaft an seinem zum Kopfende gegenüberliegenden unteren freien Ende eine bewegliche Spitze auf, die aus einer Ruheposition in eine Zentrierposition in eine Zentrieraufnahme bewegbar ist, und in der Zentrierposition fixierbar ist. So kann der Schlagrahmen an dem Objekt bzw. an dem Prüfobjekt zentriert werden.
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In weiter Ausgestaltung der Erfindung ist der Schaft an seinem Kopfende mit einem Messuhrhalter verbindbar. Dieser ist flexibel einstellbar und ausreichend stabil, um den Schlagrahmen mit dem Schaft in dieser Position zu fixieren, zu befestigen und den z.B. in der Testdurchführung wirkenden Kräfte und Momenten standzuhalten.
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In weiter günstiger Ausgestaltung sind an dem Schlagrahmen Schlagspitzen angeordnet, die zueinander so ausgerichtet sind, dass ein Kontakt der Schlagspitzen gleichzeitig und punktuell erfolgt.
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Vorteilhaft im Sinne der Erfindung sind rotierende und feststehende Elemente vorgesehen. Zu den rotierenden Elementen gehört der Schlagrahmen, der die erforderliche Masse hat, um ein gewünschtes Moment zu erzeugen. An dem Schlagrahmen sind Schlagspitzen angeordnet, bei denen es sich um Standardteile für Schlagprüfungen handelt. Je weicher die Spitze ist, desto niedriger ist der Frequenzbereich, der angeregt wird. Die Oberflächen dieser Schlagspitzen sind zielführend so ausgerichtet, dass die beiden Kräfte senkrecht zum Adapter eingeleitet werden. Da die Abmessungen der Spitzen, also die Länge, variieren können, ist eine Durchgangsbohrung im Schlagrahmen vorgesehen. Die Schlagspitzen können mit einer Schraube, z. B. mit einer Madenschraube unterschiedlich tief eingeschraubt werden, so dass die Längenvariation aufgehoben ist, also ein gleichzeitiger Anschlag und senkrechter Aufprall zum Sensor sichergestellt also gewährleitstet ist. Bei dieser Art der Untersuchung ist es notwendig, dass beide Kontakte genau zur gleichen Zeit stattfinden. Nach dem gewünschten Kontakt kommt es zu einem Rückprall des Schlagrahmens, der gestoppt wird, um einen zweiten Kontakt zu vermeiden. Die Vorrichtung umfasst dazu die elektromagnetische Bremse. Die Rückprallbewegung wird von einer Lichtschranke erfasst, die wiederum die Bremse auslöst. Der Anker der Bremse ist mit dem Schlagrahmen verbunden. Anstelle der elektromagnetischen Bremse können auch andere geeignete Vorrichtungen zum Vermeiden des ungewollten Zweitkontakts verwendet werden, wie z. B. eine mechanische Abfangung durch Ratschen oder ein schaltbares Dämpfungselement. Der Stator der Bremse ist fest mit dem Schaft verbunden. Auf diesem Schaft ist auch der Schlagrahmen drehbar gelagert, wobei für einen ruhigeren und leiseren Betrieb ein Gleitlager bevorzugt aus Kunststoff vorgesehen ist. Der Schaft hat an seinem Fußende eine bewegliche Spitze, die z. B. mit einer Schraube fixiert werden kann. Beim Ausrichten des Schlagrahmens kann die Spitze herausbewegt und in die Zentrierausnehmung gesteckt werden. Zwischen der Schaftspitze und dem Schlagrahmenlager ist eine Bohrung für die Aufnahme einer Torsionsfeder vorgesehen. Diese Feder ist die Antriebsfeder, gegen die der Schlagrahmen vorgespannt und dann zur Drehung gebracht wird.
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Insgesamt wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Körperschall aufgezeigt, mit welcher die Anregung eines reinen Moments zu Prüfzwecken auf Systemebene ermöglicht wird.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt aber auch mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Körperschall in einem Objekt, insbesondere in einem Prüfobjekt, aufgezeigt, die einen Schlagrahmen, der an einem Schaft rotierbar gelagert ist, aufweist. Erfindungsgemäß ist ein Gegenanschlagelement vorgesehen, das im Querschnitt gesehen S-förmig mit einem Basissteg und zwei so daran angeordneten Fortsätzen ausgeführt ist, dass Anschlagflächen der Fortsätze zueinander fluchten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Fortsätze Sensoraufnahmen auf, in welchen jeweils ein Sensor aufgenommen ist, deren Sensoranschlagflächen so ausgerichtet sind, dass die Kräfte koaxial zur Messrichtung, also senkrecht zu den Anschlagflächen bzw. Sensoranschlagflächen wirken.
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Der Basissteg kann geradlinig in die Fortsätze übergehen. In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Basissteg mit gebogen verlaufenden Übergangsabschnitten, die in die Fortsätze übergehen, ausgeführt.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung kann das Gegenanschlagelement an seiner Oberseite eine Zentrierausnehmung aufweisen. Die Zentrieraufnahme ist bevorzugt mittig in dem Gegenanschlagelement angeordnet. In diese könnte ein Zentrierelement in seine Zentrierposition zur Ausrichtung hineinbewegt werden.
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Insbesondere kann das Gegenanschlagelement formschlüssig mit dem Objekt oder Prüfobjekt, verbunden werden, bevorzugt verklebt werden. Um die eine lokale Momenteneinleitung durch die Befestigung auf möglichst kleiner Fläche bewirken zu können, ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass an der Unterseite des Gegenanschlagelementes eine Erhebung angeordnet ist. Die Erhebung ist insbesondere kleiner ausgeführt als der Basissteg, und mit seinem Rand zum Rand des Basissteges beabstandet. Bevorzugt ist die Erhebung als stufenartige Erhebung an der Unterseite angeordnet, und weiter bevorzugt kreisförmig ausgeführt.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung kann das Gegenanschlagelement an seiner zur Oberseite gegenüberliegenden Unterseite, insbesondere in der Erhebung zumindest eine Aussparung aufweisen. So kann die Klebefläche und somit die Fläche der Momenteneinleitung weiter verkleinert werden, wobei gleichzeitig sichergestellt bleibt, dass die Klebeverbindung dem eingeleiteten Moment standhält.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung kann die Aussparung kreuzförmig ausgeführt sein, so dass die Unterseite, insbesondere die Erhebung geviertelt ist. So kann die Klebefläche und somit die Fläche der Momenteneinleitung weiter verkleinert werden, wobei gleichzeitig sichergestellt bleibt, dass die Klebeverbindung dem eingeleiteten Moment standhält.
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Das Gegenanschlagelement, das auch als passiver Adapter bezeichnet werden kann, ist gemäß der Erfindung S-förmig hergestellt, so dass die Anschlagflächen fluchten und die Kraft, bzw. die Auftreffkraft, also der Impuls, senkrecht auf die Oberfläche einwirken kann. Außerdem kann die Erhöhung mit der kreuzförmigen Aussparung an der Unterseite des Adapters vorgesehen werden. Die Erhebung ermöglicht die Momenteneinleitung auf kleiner Fläche und auch die Befestigung auf kleiner Fläche, z. B. durch Kleben. Zum Messen der Kräfte sind die Kraftsensoren in den Adapter integriert. Die Sensoranschlagflächen der Kraftsensoren sind in idealer Ausgestaltung so ausgerichtet, dass die Kräfte koaxial zur Messrichtung wirken, d.h. senkrecht zu den Anschlagflächen bzw. Sensoranschlagflächen. Auf der Oberseite des Adapters befindet sich die Zentrierausnehmung, an der der Schlagrahmen ausgerichtet werden kann. Eine alternative Ausrichtung des Schlagrahmens zum Adapter kann mit einem optischen Ansatz erfolgen.
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Das Gegenschlagelement oder der passive Adapter wird direkt an dem Objekt oder Prüfobjekt geklebt. Der S-förmige Teil und die Erhebung mit der kreuzförmigen Aussparung werden aus einem Teil gefertigt, bevorzugt aus einem Teil gefräst. Die Erhebung dient der lokalen Einleitung des Moments. In bevorzugter Ausgestaltung wird bei der Momenten-Anregungsmethode gemäß der Erfindung ein Gegenanschlagelement, also ein passiver Adapter, eingesetzt. Weiterhin besitzt das Gegenanschlagelement eine erste Eigenfrequenz von ca. 6 kHz, was deutlich oberhalb der relevanten Frequenzen bei der TPA von Gesamtfahrzeugen und auch oberhalb des Anregungsfrequenzbereichs liegt. Aus diesem Grund kann der Einfluss des Gegenanschlagelementes im Nachhinein durch Kenntnis des Trägheitsmoments berücksichtigt werden, ohne Korrekturen in den Frequenzinhalten des interessierenden Frequenzbereichs machen zu müssen. Jedoch ist dieser Einfluss marginal.
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Das Gegenanschlagelement wird direkt auf die zu untersuchende Struktur geklebt. Die Masse, die dadurch zusätzlich aufgebracht wird, ist bei den meisten zu messenden Stellen vernachlässigbar gegenüber der aktiv schwingenden Masse des Prüfobjekts an der Messstelle. Bei Bedarf kann bei der Auswertung der Messdaten die Masse des Gegenanschlagelementes berücksichtigt werden.
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Der Fahrzeugentwicklungsprozess für NVH sieht bislang nur die klassischen kraftbasierten Untersuchungen vor, nicht die momentbasierten. Dies kann je nach Ausmaß der einwirkenden Momente zu großen Unterschieden zwischen der realen Strukturdynamik und den mittels messtechnischer Untersuchungen/CAE bestimmten führen. Die mit der Erfindung verbesserte Vorrichtung erzeugt Körperschall in einem Prüfobjekt mit Hilfe von Momenten. Die dadurch mögliche Optimierung der Korrelation von Tests und CAE führt zu einer besseren Vorhersagequalität, was zu kürzeren Entwicklungszyklen und damit zu einer Reduzierung der Entwicklungskosten und -zeit führt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine flexible Montage des Gegenanschlagelementes, also des passiven Adapters an nahezu beliebigen Prüfobjekten aus, wobei ein signifikant geringerer Einfluss auf das dynamische System (geklebt anstatt geschweißt) erreichbar ist. Auch ist eine flexible Montage des Schlagrahmes zusammen mit dem an den Schaft angeordneten Elementen mittels der Ausrichtvorrichtung, also bevorzugt mittels des Messuhrhalters gegeben. Zudem ist eine reproduzierbare Anregung durch die Antriebsvorrichtung inkl. Bremse ohne die Notwendigkeit manueller Eingriffe gegeben.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren vorgestellt, bei welchem mittels der Vorrichtung zur Erzeugung von Körperschall gemäß der Erfindung die Anregung eines reinen Moments zu Prüfzwecken auf Systemebene ermöglicht wird.
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Dabei wird in einem ersten Schritt der Schlagrahmen in eine Ausgangsposition gebracht, in welcher bevorzugt eine Torsionsfeder vorgespannt ist. Die Bremsvorrichtung wird aktiviert, so dass der Schlagrahmen in der vorgespannten Position gehalten wird. Zugleich wird ein Zählwerk in einem Steuergerät zurückgesetzt. Die Bremsvorrichtung wird in einem weiteren Schritt deaktiviert, wodurch der Schlagrahmen federkraftbedingt beschleunigt wird. Durch die Entspannung der Torsionsfeder vollzieht der Schlagrahmen eine freie Rotation (ohne Beschleunigung oder Abbremsung) und durchläuft mit seinem Element der Bewegungsüberwachungsvorrichtung zum ersten Mal eine Lichtschranke der Bewegungsüberwachungsvorrichtung. Dies wird in einem Zählwerk beispielsweise eines Steuergerätes vermerkt. Der Schlagrahmen bewegt sich weiter, bis seine Schlagspitzen die Anschlagflächen kontaktieren und das Testobjekt zur Schwingung anregt wird. Der Schlagrahmen prallt zurück, und durchläuft mit seinem Element ein zweites Mal die Lichtschranke, was in dem Zählwerk vermerkt wird, wobei ein Grenzwert erreicht ist, so dass ein Signal zur Aktivierung der Bremsvorrichtung generiert wird. Die Bremsvorrichtung unterbindet sodann eine weitere Bewegung des Schlagrahmens, so dass ein zweiter Kontakt mit dem Prüfobjekt durch weiteres Spannen und Entspannen der Feder unterbunden ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Körperschalls in einem Prüfobjekt mittels Momentenanregung,
- 2 die Vorrichtung aus 1 mit ausgefahrener Zentrierspitze,
- 3 einen Anschlagrahmen als Einzelheit,
- 4 den Anschlagrahmen aus 3 in einer Aufsicht,
- 5 ein Gegenanschlagelement in einer perspektivischen Ansicht,
- 6 das Gegenanschlagelement aus 5 in einer Ansicht von unten,
- 7 einen Schaft als Einzelheit mit Anbauelementen,
- 7a der Schaft aus 7 im Schnitt gesehen mit weiteren Elementen
- 8 die Vorrichtung aus 1 an einem Prüfobjekt,
- 8a aus 8 zur Darstellung der Bewegungsüberwachungsvorrichtung und
- 9a bis 9f Die Vorrichtung aus 1 in einer Ansicht von unten in aufeinanderfolgenden Ablaufschritten.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 1 zum Erzeugen von Körperschall in einem Objekt, insbesondere in einem Prüfobjekt 2 (siehe 8), aufweisend einen Schlagrahmen 3, der an einem Schaft 4 drehbar gelagert ist. Das Prüfobjekt 2 ist wie in 8 erkennbar beispielhaft als U-Profil ausgeführt.
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Der Schlagrahmen 3 ist als Einzelheit am besten in den 3 und 4 erkennbar. Der Schlagrahmen 3 weist ein Mittelteil 6 und daran angeordnete, gegenläufig orientierte Balken 7 auf, an denen jeweils Schlagarme 8 angeordnet sind, die sich der Zeichnungsebene nach unten erstrecken (3). Fußseitig der Schlagarme 8 sind Bohrungen 10 angeordnet, so dass Schlagspitzen 9 (1) an dem Schlagrahmen 3 also an dessen Schlagarmen 8 angeordnet werden können. Die Schlagspitzen 9 sind zueinander so ausgerichtet, dass ein Kontakt z. B. mit einem Gegenschlagelement 16, auf das noch eingegangen wird, gleichzeitig erfolgt. An den Schlagarmen 8 sind kopfseitig Aufnahmebohrungen 12 angeordnet, in welche Elemente einer Bewegungsüberwachungsvorrichtung 11 angeordnet werden können, die in 1 als Stäbe 13 ausgeführt sind. Die Stäbe 13 sind in die Aufnahmebohrungen eingesteckt, bevorzugt mittels Gewinde eingeschraubt. Die Stäbe 13 stehen senkrecht von der Kopfseite des jeweiligen Anschlagarmes 8 ab. An dem Mittelteil 6 ist kopfseitig eine Führung 14 für den Schaft 4 angeordnet. Die Führung 14 kann auch als Lager bezeichnet werden. Das Mittelteil 6 ist zylinderförmig mit zentraler Durchgangsöffnung ausgeführt. In der Aufsicht gesehen ist der Schlagrahmen 3 Z-förmig mit dem verdickten Mittelteil 6 ausgeführt, wobei die Stäbe 13 bezogen auf eine Mittelachse diametral gegenüberliegend an den Schlagarmen 8, also in der Nähe von deren Stirnseiten, angeordnet sind.
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Der Schlagrahmen 3 wirkt auf das Gegenanschlagelement 16, das fußseitig zu dem Schlagrahmen 3 angeordnet ist. Das Gegenschlagelement 16 ist am besten in den 5 und 6 erkennbar. Das Gegenanschlagelement 16 kann auch als passiver Adapter bezeichnet werden, und ist im Querschnitt gesehen S-förmig mit einem Basissteg 17 und daran gegenläufig angeordneten Fortsätzen 18 ausgeführt, die so zueinander ausgerichtet sind, dass deren Anschlagflächen 19 zueinander fluchten, was am besten in 6 erkennbar ist. Dass die Anschlagflächen 19 fluchten bedeutet im Sinne der Erfindung, dass sich beide Anschlagflächen 19 auf einer gemeinsamen Ebene X befinden, die auch als Mittelebene bezeichnet werden kann. Dabei ist die in der Zeichnungsebene der 6 linke Anschlagfläche 19 auf derselben Höhe angeordnet, wie die in der Zeichnungsebene rechte Anschlagfläche 19. Beide Anschlagflächen 19 sind also versatzfrei zueinander angeordnet. In den Fortsätzen 18 sind jeweils Sensoraufnahmen 21 angeordnet, die zur jeweiligen Anschlagfläche 19 geöffnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Basissteg 17 mit gebogen verlaufenden Übergängen 22 ausgeführt, die in die Fortsätze 18 übergehen. Wie dargestellt ist der Basissteg 17 quasi kreisförmig ausgeführt. Die Sensoraufnahmen 21 weisen rückseitig zur Anschlagfläche 19 eine Befestigungsbohrung 20 auf, so dass die in der jeweiligen Sensoraufnahme 21 angeordneten Kraftsensoren 23 (1) lagestabil befestigt sind und sichergestellt ist, dass die Sensoranschlagflächen 24 (1) zueinander fluchten. Seitlich der Sensoraufnahmen 21 ist jeweils eine Durchführung 26 vorgesehen, durch welche Anschlusselemente der Kraftsensoren 23 führbar sind. Alternativ können diese an den Sensoraufnahmen 21 in Richtung der Oberseite 27 angeordnet werden. An der Oberseite 27 des Gegenanschlagelementes 16 ist eine Zentrieraufnahme 28 angeordnet. An der zur Oberseite 27 gegenüberliegenden Unterseite 29 des Gegenanschlagelementes 16 ist eine stufenartige Erhebung 31 angeordnet, in welcher eine kreuzförmige Aussparung 32 angeordnet ist. Die Erhebung 31 ist beispielhaft kreisförmig ausgeführt und aufgrund der kreuzförmigen Aussparung geviertelt, sowie mit ihrem Rand 33 zum betrefflichen Rand 34 des Gegenanschlagelementes 16, also des Basissteges 17 beabstandet. Über die Erhebung 31 wird das Gegenanschlagelement 16 mit dem Objekt, also mit dem Prüfobjekt 2 verbunden, bevorzugt verklebt. Die Erhebung 31 ermöglicht die Momenteneinleitung auf kleiner Fläche und auch die Befestigung auf kleiner Fläche, z. B. durch Kleben.
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Der Schaft 4 (7) weist ein Kopfende 36 sowie ein dazu gegenüberliegendes freies Fußende 37 auf. Der dargestellte Schaft 4 wird bevorzugt aus einem Teil gefertigt. Kopfseitig ist eine Aufnahme 38 angeordnet, welche Durchgangsbohrungen 39 aufweist. Diese dienen z.B. zur Montage einer Bremsvorrichtung 48, z.B. von deren Stator, wobei auf die Bremsvorrichtung 48 noch eingegangen wird. An einer zum Fußende 37 orientierten Seite der Aufnahme 38 ist eine Fläche 40 angeordnet, an welchem der Schlagrahmen 3 befestigt werden kann, was in 1 und in 7a angedeutet ist. An der Fläche 40 kann ein Gleitlager anliegen, dient also auch zur Lagerung des Schlagrahmens 3. An dem freien Fußende 37 ist eine in 7 nicht gezeigte, bewegliche Spitze 41 angeordnet, die aus einer in 1 dargestellten Ruheposition 42 (in 7a dargestellt) in eine Zentrierposition 43 (in 2 erkennbar) bewegbar ist. In der Ruheposition 42 aber auch in der Zentrierposition 43 ist die Spitze 41 festlegbar, also fixiert. In der Zentrierposition 43 ist die Spitze 41 in die Zentrieraufnahme 28 des Gegenanschlagelementes 16 hinbewegt, was in 2 erkennbar ist. An dem Schaft 4 ist normalerweise noch eine Bohrung 44 angeordnet, die auch in den 1 und 2 erkennbar ist, und welche zur Gegenlagerung einer Beschleunigungsvorrichtung 46 dient. Der Schaft 4 weist noch eine Nut 54 angeordnet, die zur Sicherung eines zweiten Gleitlagers zur Lagerung des Schlagrahmens 3 dient. Die Nut 54 ist in der Zeichnungsebene der 7 unterhalb der Fläche 40 und oberhalb der Bohrung 44 angeordnet. Die Nut 54 ist quasi mittig in dem von der Fläche 40 und dem Fußende 37 begrenzten Schaftabschnitt angeordnet. Der Schaft 4 weist noch ein Langloch 56 auf, welches in der Zeichnungsebene der 7 unterhalb der Bohrung 44 angeordnet ist. Dieses ermöglicht die Bewegung der Spitze 41 also der Positionier- bzw. Zentrierspitze 41 entlang des Schaftes 4. In der Zeichnungsebene der 7 unterhalb des Langlochs 56 ist eine Fixierbohrung 57 in dem Schaft 4 angeordnet, in welche ein Fixiermittel zum Fixieren der Spitze 41 in der Ruhe- bzw. Zentrierposition angeordnet werden kann. Die Fixierbohrung 57 ist z.B. als Gewindebohrung ausgeführt, in welche eine Schraube, z.B. eine Madenschraube einschraubbar ist, so dass die Spitze 41 über einen daran angeordneten Spitzenschaft 58 festlegbar ist. Der Spitzenschaft 58 ist in 7a dargestellt. Der Spitzenschaft 58 ist in einer fußseitig eingebrachten Spitzenbohrung 59 des Schaftes 4 aufgenommen. Zur Bewegung der Spitze 41 kann an einem Betätigungselement 62 angegriffen werden, welches an dem Spitzenschaft 58 angeordnet ist, und das Langloch 56 durchdringt. In 7a ist lediglich einer der Schlagarme 8 der Schlagvorrichtung 3 dargestellt.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Beschleunigungsvorrichtung 46 als Torsionsfeder ausgeführt, die mit einem Federschenkel 47 (siehe auch 7a) durch die Bohrung 44 des Schaftes 4 geführt ist, und hier lagesicher gehalten ist. Mit einem anderen Ende, welches als Gegenfederschenkel 60 ausgeführt ist, steht die Beschleunigungsvorrichtung 46 mit dem Schlagrahmen 3 in Verbindung, so dass durch die Beschleunigungsvorrichtung 46, also durch Spannen der Torsionsfeder, eine Drehbewegung des Schlagrahmens 3 bewirkt werden kann. Der Gegenfederschenkel 60 ist am besten in 7 erkennbar, und steht in fixer Verbindung mit dem Schlagrahmen 3.
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Mit dem Schaft 4 steht zudem noch ein Element einer Bremsvorrichtung 48 in Verbindung, die in 1 und 2 erkennbar ist. Die Bremsvorrichtung 48 ist als elektromagnetische Bremse ausgeführt und steht mit ihrem Stator in Verbindung mit dem Schaft 4, wobei deren Anker mit dem Schlagrahmen 3 in Verbindung steht. Beispielsweise kann der Stator der Bremsvorrichtung 48 mit der Aufnahme 38 verschraubt werden, wozu deren Durchgangsbohrungen 39 dienen können. Mit der Bremsvorrichtung 48 kann eine Rückprallbewegung des Schlagrahmens 3 gestoppt werden. Wie in 7 und 7a erkennbar ist in der jeweiligen Zeichnungsebene unterhalb der Aufnahme 38 eine stufenartig ausgeführte Zentrierfläche 61 zur Zentrierung des Stators der Bremsvorrichtung 48 angeordnet.
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An dem Schaft 4 ist noch ein Element der Bewegungsüberwachungsvorrichtung 11 angeordnet, wie bereits oben erwähnt. Ein Element der Bewegungsüberwachungsvorrichtung 11 sind die oben erwähnte Stäbe 13. Ein weiteres Element der Bewegungsüberwachungsvorrichtung 11 stellt eine Lichtschranke 49 dar. Die Lichtschranke 49 ist an einer Lichtschrankenaufnahme 50 (1) angeordnet, die beispielhaft L-förmig mit einem Befestigungssteg 51 und einem Tragesteg 52 ausgebildet ist. Der Befestigungssteg 51 weist eine an den Schaft 4 angepasste Durchgangsöffnung auf und ist kopfseitig, auf der Aufnahme 38 aufliegend an dem Schaft 4, drehfest befestigt. Beispielhaft ist die Lichtschrankenaufnahme 50 zweiteilig ausgeführt, wobei der Befestigungssteg 51 mit dem Tragsteg 52 verschraubt ist. Die Lichtschrankenaufnahme 50 ist z.B. formschlüssig auf dem Schaft 4 angebracht und besteht beispielsweise aus Kunststoff, um Gewicht zu sparen. Zusätzlich wird eine Möglichkeit geboten, deren Befestigungssteg 51 mittels Schrauben, bevorzugt mittels Madenschrauben an dem Schaft 4 zu sichern. Da dies lediglich der flexiblen Positionierung der Lichtschranke dient, können die wirkenden Kräfte vernachlässigt werden. Auch eine einstückige Lichtschrankenaufnahme 50 kann hergestellt werden. Der Befestigungssteg 51 überragt die Aufnahme 38, wobei sich der Tragsteg 52 von dem Befestigungssteg 51 in Richtung zum Fußende 37 des Schaftes 4 erstreckt. An einem freien Ende des Tragstegs 52 ist die Lichtschranke 49 angeordnet. Bei der Lichtschranke 49 stehen sich Sender und Empfänger gegenüber, wobei zwischen beiden ein Zwischenraum gebildet ist. Gelangt ein Gegenstand, beispielsweise einer der Stäbe 13, in den Zwischenraum, wird ein Strahlengang unterbrochen. Dies ist beispielhaft in 8 zu erkennen und in 8a als Vergrößerung dargestellt.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durchragt der Schaft 4 die Lichtschrankenaufnahme 50, bzw. deren Befestigungssteg 51. An dem Tragsteg 52 ist die Lichtschranke 49 angeordnet. Unterhalb des Befestigungssteges 51 ist die Aufnahme 38 angeordnet, unterhalb der die Bremsvorrichtung 48 angeordnet ist. Die Bremsvorrichtung 48 ist beispielhaft als elektromagnetische Bremse ausgeführt, die mit dem Schaft 4 und mit dem in der Zeichnungsebene unterhalb der Bremsvorrichtung 48 angeordneten Schlagrahmen 3 in Verbindung ist. Anker und Stator der Bremsvorrichtung 48 kontaktieren sich dabei lediglich im Bremsvorgang. Ansonsten wird durch einen 0.2-0.5mm breiten Spalt eine freie Rotation ermöglicht.
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An dem Schlagrahmen 3 stehen die Stäbe 13 jeweils senkrecht, in der Zeichnungsebene nach oben ab (siehe 1). An dem Schlagrahmen 3 sind fußseitig die Schlagspitzen 9 angeordnet. Die Beschleunigungsvorrichtung 46 in der bespielhaften Ausgestaltung als Torsionsfeder ist mit ihrem Federschenkel 47 in der Bohrung 44 in dem Schaft 4 und mit ihrem Gengegenfederschenkel 60 an dem Schlagrahmen 3 gelagert.
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Das Gegenschlagelement 16 ist zwischen den Schlagarmen 8 des Schlagrahmens 3 angeordnet. In 2 ist erkennbar, dass sich die Spitze 41, die am Fußende 37 des Schaftes 4 bewegbar angeordnet ist (7a) in ihrer Zentrierposition 43 befindet, d.h. dass die Spitze 41 in die Zentrierbohrung 28 des Gegenanschlagelementes 16 hineinbewegt ist. Die Spitze 41 ist in der Zentrierposition 43 am Schaft 4 festgelegt. In 1 ist die Spitze 41 in ihrer Ruheposition 42 am Schaft 4 festgelegt.
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Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gegenanschlagelement 16 über die Erhebung 31 und die daran angeordnete Aussparung 32 an dem Prüfobjekt 2 angeklebt. Mittels einer flexiblen Haltevorrichtung, welche beispielhaft als Messuhrhalter 53 ausgeführt ist, ist der Schaft 4 mit den daran angeordneten Elementen zum Gegenanschlagelement 16 gehalten, wobei eine Ausrichtung mittels der Spitze 41 in Zusammenwirken mit der Zentrierbohrung 28 in dem Gegenanschlagelement 16 erfolgt. Das Gegenanschlagelement 16 kann auch als passiver Teil bezeichnet werden. Der Schaft 4, zusammen mit der Bremsvorrichtung 48, der Beschleunigungsvorrichtung 46, dem Schlagrahmen 3 und der Bewegungsüberwachungsvorrichtung 11, sowie der Spitze 41 kann auch als aktiver Teil bezeichnet werden.
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Die Vorrichtung 1 weist also einen aktiven Teil, von dem sich der Schlagrahmen 3 und der Anker einer Bremsvorrichtung 48 in der Ausgestaltung als elektromagnetische Bremse während der messtechnischen Untersuchung dreht, und einen passiven Teil, das Gegenanschlagelement 16, also den passiven Adapter auf, der an dem Prüfobjekt 2 befestigt ist. Der rotierende Teil regt den Adapter an zwei Punkten gleichzeitig mit der gleichen, entgegengesetzten Kraft an. Aufgrund des Abstandes zwischen den Kraftwirkungslinien wird ein theoretisch reines Moment angeregt. Die Funktionsweise ist in den dargestellt.
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Die 9a bis 9f zeigen eine Ansicht auf die Unterseite 29 des Gegenanschlagelementes 16, wobei die Schlagarme 8 mit daran angeordneten Schlagspitzen 9 und teilweise die Lichtschranke 49 erkennbar ist.
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Die Bremsvorrichtung 48 in der Ausgestaltung als elektromagnetische Bremse ist über ein Steuergerät 55 steuerbar. In dem Steuergerät 55 ist eine Routine abgelegt, welche nach einem zweimaligen Unterbrechen des Signals der Lichtschranke 49 ein Signal zur Aktivierung der Bremsvorrichtung 48 generiert. Das Steuergerät 55 ist lediglich in 9a dargestellt, und kann kabelgebunden oder kabellos mit der Bremsvorrichtung 48 sowie der Bewegungsüberwachungsvorrichtung 11 in Verbindung stehen, was mittels der gestrichelten Linie in 9a dargestellt ist.
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Zunächst wird die Torsionsfeder gespannt, was durch manuelles Bewegen des Schlagrahmens 3 gegen die Federkraft bewirkt wird. Dieser Zustand ist in 9a gezeigt. Mittels des Steuergerätes 55 wird die Bremsvorrichtung 48 aktiviert. Zugleich wird in dem Steuergerät 55 das hinterlegte Zählwerk bezüglich der Lichtschrankenunterbrechung auf den Betrag NULL gesetzt. Der Schlagrahmen 3 wird in dieser Position durch Einwirkung der Bremsvorrichtung 48 gehalten.
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Wird ein entsprechendes Signal an dem Steuergerät 55 generiert, beispielsweise durch Betätigen eines Eingabeelementes an dem Steuergerät 55, wird die Bremsvorrichtung 48 gelöst, wodurch sich die Torsionsfeder zu entspannen beginnt. Die Torsionsfeder beschleunigt den Schlagrahmen 3 bis die Torsionsfeder entspannt ist, was bei der in 9b dargestellten Position der Fall ist. Dies kann auch als neutrale Position der Torsionsfeder bezeichnet werden. In dieser Position hat der Stab 13 die Lichtschranke 49 noch nicht erreicht.
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Ist die Torsionsfeder entspannt, bewegt sich der Schlagrahmen 3 mit seinen Schlagspitzen 9 weiter in Richtung der Anschlagflächen 19 der Fortsätze 18, also in Richtung der Sensoranschlagflächen 24, was in 9c dargestellt ist. Dabei durchläuft der Stab 13 an dem Schlagrahmen 3 die Lichtschranke 49, was eine Unterbrechung des Signals der Lichtschranke 49 bedeutet, wodurch ein entsprechendes Signal als Zählwert in dem Steuergerät 55 abgelegt wird. Das integrierte Zählwerk wird auf EINS gesetzt. Das Zählwerk kann als digitales Zählwerk entsprechend integriert oder programmiert sein. Bei diesem Zählwerkbetrag, also bei dem erstmaligen Durchlaufen des Stabes 13 durch die Lichtschranke 49 wird die Bremsvorrichtung 48 noch nicht aktiviert, was als Routine entsprechend abgelegt ist.
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In 9d kontaktieren die Schlagspitzen 9 die Sensoranschlagflächen 24, wobei ein reines Moment über das Gegenanschlagelement 16, also nur über die damit verbundene Erhebung 31 in den Prüfkörper 2 lokal eingeleitet wird.
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Der Schlagrahmen 3 prallt ab, also die Schlagspitzen 9 prallen ab, wobei der Schlagrahmen 3 bei der Rückprallbewegung mit seinem Stab 13 ein weiteres Mal die Lichtschranke 49 durchläuft, wodurch das Zählwerk des Steuergerätes 55 auf den Betrag Zwei gesetzt wird. Das nochmalige Durchlaufen der Lichtschranke 49 ist in 9e dargestellt, wobei die in 9e dargestellte Position der in 9c dargestellten Position entspricht. Bei dem Zählwerkbetrag ZWEI wird ein Signal zur Aktivierung der Bremsvorrichtung 48 generiert, so dass die Bremsvorrichtung 48 unmittelbar bei dem zweiten Durchlauf der Lichtschranke 49 die Bewegung des Schlagrahmens 3 abbremst und einen zweiten Kontakt mit dem Gegenanschlagelement 16 unterbindet, was für ein besonders qualitativ hochwertiges Messergebnis bezüglich des eingeleiteten Momentes sorgt. Die finale Position, in welcher der Schlagrahmen 3 durch die Bremsvorrichtung 48 gehalten wird, ist in 9f dargestellt.
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Soll ein weiterer Messwert aufgenommen werden, wird die Bremsvorrichtung 48 mittels des Steuergerätes 55 deaktiviert, so dass die Torsionsfeder erneut vorgespannt werden kann. Dabei wird die Zähleinrichtung bzw. das Zählwerk der Steuereinrichtung 55 zurück auf NULL gesetzt.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Prüfobjekt
- 3
- Schlagrahmen
- 4
- Schaft
- 5
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- 6
- Mittelteil von 3
- 7
- Balken von 3
- 8
- Schlagarm von 3
- 9
- Schlagspitzen an 8
- 10
- Bohrungen in 8
- 11
- Bewegungsüberwachungsvorrichtung
- 12
- Aufnahmebohrung in 8
- 13
- Stäbe an 8 für 11
- 14
- Führung für 4
- 15
-
- 16
- Gegenanschlagelement
- 17
- Basissteg von 16
- 18
- Fortsätze von 16
- 19
- Anschlagflächen von 18
- 20
- Befestigungsbohrung in 18
- 21
- Sensoraufnahmen in 19
- 22
- Übergänge von 17 in 18
- 23
- Kraftsensoren
- 24
- Sensoranschlagflächen von 23
- 25
-
- 26
- Durchführung in 21
- 27
- Oberseite von 16
- 28
- Zentrieraufnahme
- 29
- Unterseite von 16
- 30
-
- 31
- Erhebung an 29 von 16
- 32
- Aussparung in 31
- 33
- Rand von 31
- 34
- Rand von 16
- 35
-
- 36
- Kopfende von 4
- 37
- Fußende von 4
- 38
- Aufnahme an 4
- 39
- Durchgangsbohrungen in 38
- 40
- Schlagrahmenlager
- 41
- Spitze an 37
- 42
- Ruheposition von 41
- 43
- Zentrierposition von 41
- 44
- Bohrung an 4
- 45
-
- 46
- Beschleunigungsvorrichtung
- 47
- Federschenkel von 46
- 48
- Bremsvorrichtung
- 49
- Lichtschranke
- 50
- Lichtschrankenaufnahme
- 51
- Befestigungssteg von 50
- 52
- Tragsteg von 50
- 53
- Messuhrhalter
- 54
- Nut
- 55
-
- 56
- Langloch
- 57
- Fixierbohrung
- 58
- Spitzenschaft
- 59
- Spitzenbohrung
- 60
- Gegenfederschenkel
- 61
- Zentrierfläche
- 62
- Betätigungselement für 41
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010036149 A1 [0002]
- US 5355716 A [0003]
- WO 2020126026 A1 [0004]
- CN 203350014 U [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Eck, Walsh und Horner - Measurement of vibrational energy and point mobility of a beam subjected to moment excitation using a finite-difference approximation - Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 220, Issue 6, 2006, pp. 795-806 [0009]
